【正文】 accordingly adopted a substation automation technology。李老師淵博的知識(shí)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度給我留下了深刻的印象。分散式是變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展方向。實(shí)現(xiàn)變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)是當(dāng)今電力工業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。(7) ： 具有豐富的通信接口。(2) ： 一個(gè)可選的CANBUS接口，通信速率可選。裝置具有多種備投方案，并有PT斷線告警功能。低電壓元件檢測(cè)三個(gè)線電壓的值，過流1，2，3段來判斷邏輯是否一致。(3) ：過負(fù)荷保護(hù)：和上面的電容器過負(fù)荷保護(hù)相同。當(dāng)有一個(gè)電容器組存在多個(gè)電容器損壞時(shí)，橋臂之間因此不平衡，再橋差接線MN之間流過不平衡差電流。當(dāng)IunbIset時(shí)，保護(hù)動(dòng)作。過電壓保護(hù)取母線電壓是為了防止母線電壓過高時(shí)損壞電容器，且切除電容器可降低母線電壓。2A，判為三相失壓。(3): 二段式間隙零序過流保護(hù)：配有二段兩時(shí)限間隙零序電流保護(hù)。 變壓器后備保護(hù)(1)：三段式復(fù)壓閉鎖過流保護(hù)：配有三段共九時(shí)限（每段三時(shí)限 ）的復(fù)壓閉鎖過流保護(hù)，每段都有獨(dú)立的電流定值，時(shí)間定值和方向定值。具有實(shí)施方便，組網(wǎng)靈活，開放透明的通信網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃愿?，?shí)時(shí)性強(qiáng)，信道可靠等特點(diǎn)。(3)：現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的智能化與功能自治性。(3) ： 其他通信設(shè)備 光纖收發(fā)器主要用于實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)的遠(yuǎn)程連接。(6) ： 抗腐蝕和抗酸堿，可直接埋與地下。IE8705104網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議（遠(yuǎn)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)通信標(biāo)準(zhǔn)），,MODBUS通信協(xié)議，CDT循環(huán)通信協(xié)議，SC1801通信協(xié)議，M4F通信協(xié)議等。電力系統(tǒng)中所采集的信息需要很高的實(shí)時(shí)性，可靠性，所以認(rèn)識(shí)認(rèn)識(shí)通信協(xié)議對(duì)整個(gè)控制系統(tǒng)的影響就比較重要。德國(guó)AEG公司的ILS系統(tǒng)，美國(guó)通用電氣，美國(guó)西屋電氣，法國(guó)的阿爾斯通和瑞士的LANDIS公司都有該類產(chǎn)品。根據(jù)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)站內(nèi)節(jié)點(diǎn)數(shù)不超過40時(shí)，LONWORKS總線的網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)性是很好的。其中站級(jí)CAN網(wǎng)絡(luò)用于實(shí)現(xiàn)上位機(jī)監(jiān)控主機(jī)和通信管理機(jī)之間的通信。所以方案2中更方便，更經(jīng)濟(jì)。而方案2中有兩層網(wǎng)，主干網(wǎng)的帶寬已達(dá)10MB/s，雖然間隔內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)仍為78kb/s帶寬，但其上所連接的節(jié)點(diǎn)數(shù)目卻大大的減少，只有幾臺(tái)。在間隔內(nèi)部使用LONWORKS總線，網(wǎng)上的信息通過間隔層的測(cè)控單元上傳到主干網(wǎng)上。網(wǎng)絡(luò)的通信速率為78kb/s,最大通信距離為2km。RS422和RS485雖然在傳輸速度和距離上有所提高，但存在以下缺點(diǎn)：網(wǎng)絡(luò)上只能有一個(gè)主節(jié)點(diǎn)，無法構(gòu)成多主冗余系統(tǒng)，系統(tǒng)可靠性差，數(shù)據(jù)通信方式為命令響應(yīng)方式，從節(jié)點(diǎn)只有在接到主節(jié)點(diǎn)命令后才能響應(yīng)，重要信息得不到及時(shí)傳送，致使靈活性和實(shí)時(shí)性差，糾錯(cuò)能力差。(3)：CANBUS采用非破壞性總線裁決技術(shù)，當(dāng)兩個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)向網(wǎng)絡(luò)上傳送數(shù)據(jù)時(shí)，優(yōu)先級(jí)別低的自動(dòng)的主動(dòng)停止數(shù)據(jù)發(fā)送，而優(yōu)先級(jí)高的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)不受任何影響繼續(xù)傳送數(shù)據(jù)，大大的節(jié)省了總線沖突裁決時(shí)間。網(wǎng)絡(luò)處理器完成OSI的36層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議?？梢栽谌魏瓮ㄐ沤橘|(zhì)條件下通信，包括雙絞線，電力線，光纖，同軸電纜，射線電纜，紅外線等，并且多種介質(zhì)可以在同一網(wǎng)絡(luò)中混合使用。采用RS422標(biāo)準(zhǔn)，可以削弱干擾的影響，獲得更長(zhǎng)的傳輸距離和允許更大的信號(hào)衰減。 小節(jié) 本節(jié)介紹了變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式，并介紹了各種結(jié)構(gòu)形式的特點(diǎn)；變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)主要包括監(jiān)測(cè)，監(jiān)控，遠(yuǎn)傳和保護(hù)四部分，介紹了各部分的主要功能。采用工控機(jī)實(shí)現(xiàn)的微機(jī)保護(hù)，具有小型化，低成本，高可靠性等優(yōu)點(diǎn)。多CPU微機(jī)保護(hù)裝置除完成本線路的繼電保護(hù)功能外，同時(shí)還必須完成相鄰線路的遠(yuǎn)后備保護(hù)功能。3個(gè)保護(hù)CPU分別完成高頻保護(hù)，距離保護(hù)，零序保護(hù)功能。因此，必須大大的壓縮數(shù)據(jù)采集的時(shí)間。再同一時(shí)刻采樣的全部通道轉(zhuǎn)換完成并存入RAM后，才由DMA請(qǐng)求中斷，由CPU做出相應(yīng)的處理。DSP的突出特點(diǎn)是計(jì)算能力強(qiáng)，精度高，總線速度快，吞吐量大，尤其是采用專用硬件實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)和浮點(diǎn)加乘運(yùn)算，速度非常的快。此保護(hù)采用了高集成度16位單片機(jī)，其內(nèi)部包含了124KEPROM， 4KRAM，接近10個(gè)內(nèi)部計(jì)數(shù)器，定時(shí)器和中斷口，2個(gè)全雙工的串行口，以及整個(gè)內(nèi)部A/D轉(zhuǎn)換器。第三階段以高性能的16位單片機(jī)構(gòu)成的硬件結(jié)構(gòu)為主，具有總線不需引出芯片，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，抗干擾能力進(jìn)一步加強(qiáng)，并且完善了通信功能，為實(shí)現(xiàn)變電站自動(dòng)化提供了方便。監(jiān)控部分在監(jiān)控機(jī)，電度機(jī)，采樣機(jī)，遠(yuǎn)傳機(jī)任一故障情況下，應(yīng)不影響其他機(jī)正常工作。模擬主接線，操作把手，必要的儀表和光字均安裝在控制臺(tái)面上。(3): 電容器保護(hù)：包括電流速斷保護(hù)，過流保護(hù)，反時(shí)限過流保護(hù)，相間過電壓保護(hù)，相間低電壓保護(hù)和零序過電壓保護(hù)。能夠記錄事故前后的線路電流和母線電壓。在變壓器。分為有事故跳閘次數(shù)和手動(dòng)跳閘次數(shù)兩種。該系統(tǒng)還可以根據(jù)電網(wǎng)運(yùn)行情況自動(dòng)控制開關(guān)或變壓器分接頭。但是這種結(jié)構(gòu)比較適合用于中低壓變電站。變電站層包括全站性的監(jiān)控主機(jī)，遠(yuǎn)動(dòng)通信機(jī)等。分布式綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)除了減少了大量的電纜，抗干擾能力增強(qiáng)，并大大的簡(jiǎn)化了二次設(shè)備，減小了占地面積。變壓器。對(duì)電力技術(shù)的發(fā)展來說，具有重要的意義，也是電力工業(yè)發(fā)展的顯著標(biāo)志。 第二階段：面向功能設(shè)計(jì)的分布式測(cè)控裝置加微機(jī)保護(hù)模式90年代初期，微機(jī)保護(hù)及按功能設(shè)計(jì)的分布測(cè)控裝置得以廣泛應(yīng)用，保護(hù)與測(cè)控裝置相對(duì)獨(dú)立，通過通信管理單元能夠?qū)⒏髯孕畔⑺偷疆?dāng)?shù)乇O(jiān)控計(jì)算機(jī)或調(diào)度主站。同時(shí)，采用無人值班管理模式，進(jìn)行遠(yuǎn)方控制，減少人為誤操作的可能性，提高運(yùn)行可靠性，降低變電站的造價(jià)和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。(4) 就地通訊網(wǎng)絡(luò)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)化 強(qiáng)大的通訊接口能力，主要通訊部件雙備份冗余設(shè)計(jì)（雙CPU，雙電源等），采用光纖總線等等，使現(xiàn)代化的綜合自動(dòng)化變電站的各種智能設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)組成一個(gè)統(tǒng)一的，互相協(xié)調(diào)工作的整體?？煽啃院头€(wěn)定性要求很高。體現(xiàn)在硬件比較通用，制造容易統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。變電站的綜合自動(dòng)化，是將變電站的二次設(shè)備經(jīng)過功能的重新組合和優(yōu)化設(shè)計(jì)，利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，自動(dòng)化技術(shù)和通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)全變電站的主要設(shè)備和輸配電線路的自動(dòng)監(jiān)視，測(cè)量，控制和微機(jī)保護(hù)，以及調(diào)度通信等綜合性的自動(dòng)化功能。它為調(diào)度中心提供了廠站端的運(yùn)行情況，通過控制操作和閉鎖，可以實(shí)現(xiàn)變電站當(dāng)?shù)睾瓦h(yuǎn)方的監(jiān)視和控制；為遠(yuǎn)方的遙調(diào)，遙測(cè)，遙控，遙信和反事故措施提供了可靠的技術(shù)保障；無人職守的變電站提高了供電的可靠性又實(shí)現(xiàn)了減員增效。與傳統(tǒng)的繼電保護(hù)相比較，微機(jī)保護(hù)具有許多優(yōu)點(diǎn)：（1）：改善和提高了繼電保護(hù)的動(dòng)作特性和性能，動(dòng)作正確率高。 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)（1） 保護(hù)監(jiān)控一體化 這種方式在35KV及以下的電壓等級(jí)中已普遍采用，它的好處是功能按一次單元集中化，利于穩(wěn)定的進(jìn)行信息采集以及對(duì)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行控制。這將極大的減少整個(gè)變電站的二次電纜，使變電站的建設(shè)簡(jiǎn)化，快速，設(shè)備調(diào)試簡(jiǎn)單。光電式電流電壓互感器的應(yīng)用，必將給數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)帶來全新的模式。五大類產(chǎn)品的不斷發(fā)展及其功能相互滲透，推動(dòng)了變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展，產(chǎn)生了多種多樣的系統(tǒng)模式，按系統(tǒng)模式出現(xiàn)的時(shí)間順序可將變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展分為三個(gè)階段： 第一階段：面向功能設(shè)計(jì)的集中式RTU加常規(guī)繼電保護(hù)模式80年代是以RTU為基礎(chǔ)的遠(yuǎn)動(dòng)裝置及當(dāng)?shù)乇O(jiān)控為代表。 變電站實(shí)現(xiàn)綜合自動(dòng)化的優(yōu)越性（1）：提高供電質(zhì)量，提高電壓合格率（2）：提高變電站的安全，可靠運(yùn)行水平。下來介紹了國(guó)內(nèi)外變電站綜合自動(dòng)化的發(fā)展過程和巨大的前景應(yīng)用。缺點(diǎn)是組屏多，占地面積大，而且需要鋪設(shè)大量的電纜，投資量和工程量大，接線復(fù)雜，獨(dú)立單元較多，維護(hù)工作量大，運(yùn)行不可靠。單元層一般按斷路器間隔劃分，具有測(cè)量，控制部件或繼電保護(hù)部件。這種結(jié)構(gòu)方式介于集中式和分散式之間。(2) 開關(guān)量：變電站內(nèi)需要監(jiān)測(cè)的各種開關(guān)量，包括各個(gè)開關(guān)，刀閘，變壓器分接頭，繼電保護(hù)動(dòng)作信息，開關(guān)機(jī)構(gòu)運(yùn)行狀態(tài)，交直流電源運(yùn)行狀態(tài)，各微機(jī)運(yùn)行狀態(tài)等。保護(hù)柜操作可通過保護(hù)機(jī)鍵盤或柜上按扭實(shí)現(xiàn)。運(yùn)行人員按照提示，用人工檢除方法跳開開關(guān)自動(dòng)重合，驗(yàn)證主機(jī)的判斷。 保護(hù)： 微機(jī)保護(hù)不僅有較高的可靠性和靈敏性，而且使用方便。(2): 變壓器保護(hù)： 包括差電流速斷保護(hù)，帶二次諧波制動(dòng)的比例差動(dòng)保護(hù)。在控制臺(tái)對(duì)面設(shè)保護(hù)柜，變送器柜，監(jiān)控柜，電度表柜和交直流電源柜等設(shè)備。不同功能的硬件之間只能有信息交換，不應(yīng)有電的直接聯(lián)系。滿足在強(qiáng)電場(chǎng)，高頻影響和諧波沖擊等環(huán)境下可靠工作，并能防止雷電沖擊。而且某些保護(hù)算法需要使用乘法，除法或是開平方運(yùn)算，而早期的片內(nèi)資源有限，實(shí)際應(yīng)用時(shí)常常需要對(duì)其功能進(jìn)行補(bǔ)充和外部擴(kuò)展。數(shù)字信號(hào)處理器DSP：它與目前通用的CPU不同，是一種為了達(dá)到快速運(yùn)算而具有特殊結(jié)構(gòu)的微處理器。每個(gè)通道各有一個(gè)采樣保持器，其采樣脈沖輸入端并聯(lián)后聯(lián)到CPU插件上的定時(shí)器輸出端，以實(shí)現(xiàn)對(duì)各通道的同時(shí)采樣。以ANN為代表的人工智能技術(shù)和小波分析理論，以及行波保護(hù)，暫態(tài)保護(hù)等概念逐步引入繼電保護(hù)領(lǐng)域，對(duì)采樣速度提出了更高的要求。(3) 微機(jī)保護(hù)硬件的一般結(jié)構(gòu)：微機(jī)保護(hù)的硬件類型分為三種：高壓線路微機(jī)保護(hù)，微機(jī)元件繼點(diǎn)保護(hù)，低壓線路的微機(jī)保護(hù).① 高壓線路微機(jī)保護(hù)：目前我國(guó)的高壓線路微機(jī)保護(hù)裝置的原理，性能，主要指標(biāo)以及制造工藝方面以達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平，微機(jī)保護(hù)的動(dòng)作正確率也已經(jīng)超過了常規(guī)保護(hù)。保護(hù)輸入和輸出通道不采用冗余技術(shù)，而只是在信號(hào)處理器部分采用。許多廠家得宜于線路微機(jī)保護(hù)的成功開發(fā)和應(yīng)用中的成功經(jīng)驗(yàn)，推出了許多與微機(jī)線路保護(hù)硬件結(jié)構(gòu)相似的單片機(jī)型微機(jī)元件保護(hù)。使用“一對(duì)N”方式實(shí)現(xiàn)時(shí)，一套裝置負(fù)責(zé)多條線路或變壓器的測(cè)量，保護(hù)和控制。 RS232，RS422 和RS485總線：RS232串口通信標(biāo)準(zhǔn)是美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)于1969年公布的，該標(biāo)準(zhǔn)定義了數(shù)據(jù)終端設(shè)備和數(shù)據(jù)通信設(shè)備之間按位串行傳輸?shù)慕涌谕ㄐ?。LONWORKS總線的技術(shù)特性有以下9點(diǎn)：(1): 開放性。(6)：，此時(shí)的有效距離為130m(7)：Lonworks技術(shù)的一個(gè)測(cè)控網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)數(shù)可達(dá)32000個(gè)。CANBUS通信設(shè)備本身又具有較低的造價(jià)，從而它的應(yīng)用范圍很廣，特別是在電氣自動(dòng)化領(lǐng)域。(9)：CANBUS節(jié)點(diǎn)在錯(cuò)誤嚴(yán)重的情況下，具有自動(dòng)關(guān)閉總線的功能，切斷它和總線的聯(lián)系，以使總線的其操作不受影響。 LONWORKS現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)方案：如圖所示，變電站內(nèi)部有兩個(gè)LONWORKS網(wǎng)絡(luò)，分別為監(jiān)控網(wǎng)和錄波網(wǎng)。將站內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)分為兩層。其中Neuron芯片作為CPU的通信處理器完成了LONWORKS網(wǎng)絡(luò)的通信任務(wù)，利用它可和保護(hù)裝置通信。(3)：與PC機(jī)接口。具體的方式如下圖所示 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中通信管理機(jī)的主要任務(wù)是實(shí)現(xiàn)變電站內(nèi)部的變電站子層和單元子層之間的通信。首先分析間隔內(nèi)部LONWORKS網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)性。方案三中的CANBUS總線網(wǎng)絡(luò)也同樣設(shè)有優(yōu)先級(jí)傳輸，而且CANBUS網(wǎng)絡(luò)中的帶寬，負(fù)荷率，通信效率等也完全可以滿足變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)時(shí)性要求。再者國(guó)內(nèi)產(chǎn)品在工程組織，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，售后服務(wù)等方面比國(guó)外產(chǎn)品更具有優(yōu)勢(shì)。但這在變電站中也是不可行的，所以采用一個(gè)好的通信協(xié)議就能達(dá)到事辦功倍的效果。(4) ： 輸入和輸出間電隔離，不怕電磁干擾。(2) : 光調(diào)制解調(diào)器。傳輸介質(zhì)主要是雙絞線。提供了豐富的外圍接口，具有安裝維護(hù)方便，繞射能力強(qiáng)，組網(wǎng)結(jié)構(gòu)靈活，大范圍覆蓋等特點(diǎn)(2): 一點(diǎn)多址微波通信技術(shù)：具有傳輸距離長(zhǎng)（站內(nèi)50KM），容量大，配置靈活等特點(diǎn)。REF542plus具有保護(hù)，測(cè)量，控制，監(jiān)測(cè)的功能。(2): 三段式零壓閉鎖零序過流保護(hù)： 配有三段共九時(shí)限（每段三時(shí)限 ）的 零壓閉鎖零序過流保護(hù)，作為變壓器中性點(diǎn)接地運(yùn)行方式下的接地保護(hù)。閉鎖有載調(diào)壓可選擇常開或常閉觸點(diǎn)。三段相間電流保護(hù)可以反映的故障類型有：電容器組引接母線，電流互感器，放電線圈電壓互感器，串聯(lián)電抗器等回路發(fā)生相間短路。當(dāng)同相的兩電容器組C1和C2中發(fā)生多臺(tái)電容器故障時(shí)，即C1的電抗不等于C2的電抗，此時(shí)流過C1和C2的電流不相等，因此流過不平衡電流Iund，而當(dāng)IunbIset時(shí)保護(hù)系統(tǒng)動(dòng)作。(8)：橋差電流保護(hù)： 三相橋差電流保護(hù)為反應(yīng)橋式接線電容器內(nèi)部短路而設(shè)置。 恢復(fù)正常后，告警自動(dòng)消失。三相電壓和大于8V，最大線電壓小于16V，判斷為二相PT斷線。經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)： 零序電壓?jiǎn)?dòng)，零序電流的五次偕波的方向和大小判別接地線路。(2) ： 遙信功能：共有15路開入量，可采集2路脈沖電度。(3) ： 主要芯片采用表面貼裝技術(shù)(4) ： 裝置電氣隔離和屏蔽按國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)電磁兼容設(shè)計(jì)。 小結(jié) 本章通過對(duì)變電站二次設(shè)備的配置要求，以及變電站各種保護(hù)裝置功能。變電站層包括全站監(jiān)控主機(jī)，遠(yuǎn)動(dòng)通訊機(jī)等，通過現(xiàn)場(chǎng)總線或局域網(wǎng)交換信息。致謝經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的努力，我終于完成了這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，通過這次難得的機(jī)會(huì)，我學(xué)到了很多的東西，受益匪淺。我要感謝所有支持我，關(guān)心我的朋友們，同學(xué)們，你們的激勵(lì)是我奮斗的源泉，我一定會(huì)在以后的生活中，再接再厲，勇創(chuàng)新高。distribution39。我還要感謝我的父母，正是他們?cè)诒澈竽刂С治?，鼓?lì)我，我才順利的從大學(xué)里畢業(yè)，在這四年的時(shí)間里，他們給了我很多的幫助。LONWORKS總線以及CANBUS現(xiàn)場(chǎng)總線的優(yōu)缺點(diǎn)，并介紹了光纖通信技術(shù)，現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，無線通信技術(shù)等各自的特點(diǎn)。分布集中式是變電站的一，二次設(shè)備分為3層，既變電站層，單元才層和設(shè)備層。(10)： 裝置配有大容量掉電保持的NVRAM芯片，可保存事件報(bào)文及故障濾波報(bào)文。(5) ： 系統(tǒng)可以方便的拓展為雙RS485網(wǎng)絡(luò)D：特點(diǎn)(1) ： 采用了先進(jìn)的工業(yè)級(jí)芯片，各裝置內(nèi)部含保護(hù)CPU和管理CPU，保護(hù)CPU為32位DSP芯片，存儲(chǔ)定值安全可靠；管理CPU為RCM3200，硬件系統(tǒng)具有高的抗干擾能力和工作可靠性。(4) ： 可記錄256個(gè)SOE報(bào)文紀(jì)錄。檢同期和檢無壓